镁阳极材料的关键科学问题

发布于 2023-09-03 22:48:46

在柔性镁-空气电池的阳极材料中，存在一些关键的科学问题需要解决，包括以下几个方面：

镁枝晶生长和体积变化：在充放电过程中，镁金属阳极会发生枝晶生长和体积变化，导致电极结构的破坏和脱落，从而影响电池的循环寿命和稳定性。因此，需要研究镁枝晶生长的机制，并开发合适的材料和结构设计来抑制枝晶生长和缓解体积变化。
镁金属表面保护和电解液界面：镁金属与电解液之间存在复杂的界面反应，这可能导致阳极表面形成厚度不均匀的MgO膜或其他副产物。这些膜和副产物的形成会限制阳极上的有效镁储存和离子传输，并降低电池功率和能量密度。因此，需要研究表面保护膜的形成机理，优化电解液配方，改善阳极与电解液之间的相容性。
镁离子传输和反应动力学：在柔性镁-空气电池中，镁离子的传输和氧气还原催化剂的反应动力学对电池性能有着重要影响。目前，镁离子传输的速率较慢，需要开发高离子传输率的电解质和优化电极结构。此外，氧气还原催化剂的活性和稳定性也是研究的重要方向。

解决这些关键科学问题将有助于提高柔性镁-空气电池的能量密度、循环寿命和稳定性，推动该技术的商业化应用。相关的研究和探索正在进行中，并有望在未来取得突破。